(完整版)第7章床垫的制作工艺

第7章床垫的制作工艺

【本章重点】

1. 弹簧床垫生产工艺流程。

2. 弹簧软床垫弹簧芯制作工艺。

3. 弹簧软床垫绗缝层与围边制作工艺。

4. 弹簧床垫总装工艺。

7.1弹簧软床垫的生产工艺过程

根据弹簧床垫的结构，床垫的生产工艺主要分为弹簧床芯生产、添加铺垫料、绗缝层加工以及最终的总装配四大工序。生产总流程图与分车间流程图如图7-1；图7-2；图7-3；图7-4；图7-5。

7.1.1弹簧床垫生产总工艺流程图

图7-1 弹簧床垫总工艺图

7.1.2弹簧床垫分车间生产工艺流程

（1）床芯车间工序流程

图7-2 床芯车间工艺流程图

（2）袋装弹簧车间工序流程

图7-3 袋装弹簧车间工艺流程图

（3）绗缝车间工序流程

图7-4 绗缝车间工艺流程图

（4）成品车间工序流程

图7-5 成品车间工艺流程图

7.2弹簧软床垫弹簧芯制作工艺

7.2.1连结式弹簧芯制作工艺

弹簧芯的生产主要分为制造弹簧和组成弹簧芯。

7.2.1.1弹簧制作工艺

弹簧制作工艺流程为：

制弹簧（卷簧）——打结——去应力退火——校整——（去应力退火）——强压处理——检验——表面防腐处理

弹簧常使用不需要淬火，弹簧成形后只需去应力退火的材料制造，这类材料主要是强化钢丝，如碳化钢丝、盘钢丝和弹簧用不锈钢钢丝等。

（1）冷拉

是指高锰碳素精钢钢丝的一种制作工艺，是指将精钢、锰等金属元素加温至熔点后，按比例调配，至半冷却状态进行钢丝拉拔的一种制作方法，此种方法制作的钢丝纤维结构更稳定、更连续，强度更高。

（2）制弹簧（卷簧）

卷簧是弹簧卷制成形的简称，卷簧是弹簧制造的第一道工序，也是重要的工序，卷制精度对整个制造过程起着极为重要的作用，它基本上决定了弹簧的几何尺寸和特性，以及材料的利用率。

中凹型螺旋弹簧的制造工艺可在有心轴卷簧机上卷绕，这种方法不仅劳动量大、生产率低，而且降低了材料利用率和质量均匀性。因此，在大批量生产中，广泛采用自动卷簧机（无心轴卷簧机），它可以自动卷绕、切断、记数等，能以一个工作循环完成弹簧的成形工艺，因此劳动强度小、生产率高，材料利用率高，并可实现多机作业。而且对于弹簧的尺寸和形状具有广泛的适应性。

（3）打结

半自动弹簧机生产出来的弹簧还需要将每个弹簧两端的缺口处进行打结，起到固定弹簧的作用。而全自动弹簧机将制簧和打结同时完成。打结的钢丝缠绕弹簧两端钢丝通常为2圈半，打结点位差不大于20°。

（4）去应力退火

去应力退火（图7-6所示），通常简称回火，有时也称消应力回火或去应力回火，是将弹簧重新加热到低于某一选定温度，并保温一定时间，然后以适宜的冷却速度冷却的工艺方法。

图7-6 去应力退火

其目的是：

①消除金属丝冷拔加工和弹簧冷卷成形的内应力；

②使弹簧结构更均衡，稳定弹簧尺寸，未经去应力退火的弹簧在后顺的工序加工中和使用过程中会产生外径增大和尺寸不稳定现象；

③提高金属丝的抗拉强度和弹性极限；

④利用去应力退火来控制弹簧尺寸，如有时将弹簧装在夹具上进行去应力退火能起到调整弹簧的高度。

弹簧经去应力退火等热处理是制造弹簧床芯的必要工序，可以确保弹簧在夜复一夜、年复一年的受压后还能回到它原有的高度。

手工制作弹簧的热处理是在制好弹簧后将弹簧放入热处理器中进行热处理，而自动弹簧热处理则在打结的同时完成，但最完整的热处理方式是整张床垫进行热处理，也就是围边钢和穿簧与弹簧芯同时热处理，这种加工方式可以使床芯整体性更强。

（5）其他工艺

弹簧在生产和制造过程中还可以进行以下几种不同的工艺处理。

①精度锣纹

由于南、北气温不同，物体受气温的影响也不同，为了更好的防止受气温影响产生的弯曲、变形等异样，在钢丝表面锣铣镙纹状纹路，以均匀分散由气候因素所产生的影响。

②烤蓝

为了让钢丝在空气湿度相对大的情况下不被氧化，采取的一种瞬间高温防氧化处理，同时增强其抗弯、抗破坏性辗压强度。

③表面防腐处理

弹簧在制造、存放、使用等过程中，经常会遭受周围介质的腐蚀。由于弹簧在工作时是靠弹力发挥作用，弹簧被腐蚀后弹力会发生改变而丧失功能，所以防止弹簧的腐蚀可以保证弹簧的工作稳定，并延长其使用寿命。

弹簧的防腐方法一般采用保护层，根据防护层的性质可分为：金属防护层、化学防护层、非金属防护层等。

金属防护层一般是用电镀的方法以获得金属防护层，电镀保护层不但可以保护弹簧不受腐蚀，同时改善弹簧的外观，一般选用电镀锌层。

化学防护层通常采用氧化处理，使弹簧表面生成一层致密的保护膜，以防止弹簧腐蚀，该方法成本低，生产效率高。

7.2.1.2连结式弹簧芯制作工艺

连结式弹簧芯是按照各种规格的床芯尺寸，用螺旋穿簧和围边钢将中凹形弹簧连结组成弹性整体。这样既增加了床芯的强度，又使整个床芯形成一个整体（如图7-7）。

图7-7 弹簧床垫弹簧芯

连结式弹簧芯制作工艺流程如下：

机器穿簧（手工穿簧）——加支力簧——打围边钢——风枪——床芯检验——加载——包扎（1）穿簧

穿簧是将弹簧床垫中的螺旋弹簧连接成整体的工序。穿簧用直径为1.2～1.6mm的70＃炭钢绕制，绕成孔径比被穿弹簧的直径略大一点，其间隙在2mm内。绕制穿簧时，将弹簧床垫中相邻螺旋弹簧的上下圈分别纵横交错地连接成床垫弹簧芯。然后用钢丝钳把穿簧钢丝两端弯转紧于弹簧圈上。既简便迅速，又牢固可靠。

穿簧前首先根据床垫的规格尺寸计算好弹簧的排数及每排弹簧的个数。排列的形式通常是横向一个接一个紧挨着排列，纵向（床垫长方向）则每隔一定距离排一行，行与行之间的距离通常为60mm。宽度方向与长度方向相邻弹簧之间的净空距离需要小于40mm，或紧相连。

（2）加支力簧

支力簧是一种支撑弹簧，是为防止床垫长期使用后四周下陷而在床芯的边缘增加的双弹簧。支力簧可以增加整个床芯的承受力和耐用度。通常用在床垫弹簧芯的最外面一圈弹簧中间，尤其是弹簧芯的四角。一般每隔2～5个普通弹簧增加一个支力簧。

（3）打围边钢

用直径为3.5～5mm的钢丝，按照床垫周边所要求的尺寸用调值机（切钢丝）进行剪断，再用自动折弯机按照弹簧床芯形状弯折钢丝圈，使之能跟弹簧芯周边的弹簧相吻合，再经过边框钢丝对焊机将钢丝焊接成为围边钢，然后用气动夹码枪将围边钢丝跟弹簧芯周围的每只弹簧的上下圈接触处扎牢固即可。

（4）加载

为防止弹簧芯在长期使用后变形，每个床芯都要经过整平机多次加载预压整型，以消除弹簧的残余变形量，使床垫经久使用后，床芯不会下陷，面料不会松驰，床垫长久平整挺扩。

7.2.2袋装式弹簧芯制作工艺

袋装弹簧软床垫通常采用圆柱形螺旋弹簧，并用布袋将弹簧逐个袋装好，缝好袋口。袋装弹簧床垫的制造工艺要求缝扎袋装弹簧芯，而不是采用穿簧的形式。其他工序则跟连结式弹簧床垫基本相同。

袋装弹簧通常在自动生产线上制作，生产线由立式自动送线机、两用弹簧机（鼓型、桶型）、弹簧外压处理推进装置、超声波缝合装置、传送装置、弹簧还原装置等组成。通过这条生产线可以将制簧、装袋、袋口缝合与弹簧热处理等工序同时完成。最后在弹簧床垫粘胶机上进行独立袋的胶粘。

弹簧床垫粘胶机是配合独立袋装弹簧生产机而开发的，进料、涂胶、胶粘下料同时进行，与袋装机形成一条完备的高效率，高质量的床垫生产线。把袋装弹簧整齐而紧密地粘连起来，避免扣钉麻烦，同时解决了扣钉连接方式的不合理性，因为扣钉连接会使袋装弹簧扣死而无法起到独立作用，并非真正意义的独立袋装床垫。而用软胶粘连则使每一个弹簧排列得松紧有度、伸缩自如，所以生产出来的床垫更科学，更舒适而不易变形。

7.3弹簧软床垫绗缝层与围边制作工艺

7.3.1绗缝层制作工艺

床垫绗缝层制作工艺过程如下：

绗缝（裥花）——裁剪（裁片）——检验——补花——贴商标——缝商标——拷边（四线）——检验

（1）面料绗缝

如图7-8所示，绗缝层即复合面料，由2～5层不同材料组成的，这些材料彼此重叠缝合，且缝针使面料呈现花纹。床垫通常有上下表面两层绗缝层，便于床垫的双面使用。

床垫的绗缝层加工就是将绗缝层材料重叠缝合在一起的工序，最常用的方法是在针绗缝机上自动铺展和缝合多种材料层，自动送入绗缝层材料纵向边缘修饰装置，修饰和裁剪边缘，以确定面层和底层的最终尺寸。绗缝层可以是菱形、斜纹、不规则波浪或其它设计的图案。

绗缝的设备多用单针绗缝机和多针绗缝机。单针绗缝机是指一根针从头到尾缝制一块面料，由电脑操作，决定针的行走路线，花纹可以自己随意挑选。一次只能缝制一块面料，因此，通常缝制出来的面料花纹是连续重复的花纹。多针绗缝机指多个针头同时工作，可以连续缝制图案，并能连

续缝制多块面料花纹，缝好后再进行裁剪。绗缝工艺还可以采用钉扣技术，使表面看上去凹凸有致、立体感很强。

另外，床垫绗缝层表面材料可以进行特殊工艺处理，如阻燃处理、防螨处理、防水处理、防静电处理、防污处理、保健处理（远红外等）。

图7-8 面料绗缝图7-9 绷面工艺

（2）面料裁剪

绗缝层由上下两部分组成，并且分别与床垫弹簧床芯相连，剪裁时要留出绗缝层与围边缝头的余量，通常的做法是使无纺布在绗缝时大于面料尺寸，用无纺布长出来的部分与围边钢连接、扣紧，使绗缝层固定在围边钢上。因此，在裁剪复合面料时要预留出无纺布的余量。另外，当床垫两面采用包纽装饰时，还要预留包纽拉紧面料的下凹余量。

（3）面料检验

面料检验主要以微金属探测系统为主，是检测面料在绗缝和其他工序制作中是否有断针留在面料里。一旦断针留在面料中，金属探测系统会自动报警，保障床垫面料生产的安全。

（4）缝商标

目前大多数生产厂家都会将商标缝制在床垫绗缝层或围边上，该工序用缝商标机将事先裁剪好的商标缝制在制作好的床垫上。与服装生产一样，为客户提供品牌识别性。

7.3.2围边制作工艺

床垫围边与绗缝层的加工基本相同，只是围边上增加了拉手和气孔的制作工艺。

围边的气孔使用专用打孔机打出φ4～φ6的通气孔（数量一般为6～12个，也有更多），外面用扣环装饰。

为了方便床垫的移动和搬运，在床垫周边增加拉手。在围边上同时还会装有把手和拉链（有的没有），以方便顾客搬运或翻转和查看床垫结构，提高床垫使用寿命。

7.4弹簧软床垫总装工艺

在弹簧床芯和绗缝层均准备好之后，可按照一种系列或多种系列不同规格的床垫及不同软硬程度和感觉装配不同形式的床垫。

床垫总装工艺过程如下：打铺垫料——绷面——缝边——检验——床垫压缩与包装。

（1）打铺垫料

铺棕丝垫：将准备好的厚为15～30mm的铺垫料放在床垫的上下两面及四周，并用棕垫枪将铺垫料扣钉在围边钢上。检验打好铺垫料的床芯有无凸起、枪钉，枪钉两头尖端是否刺出棉毡，保证床芯表面干净无杂物。

（2）绷面

如图7-9所示，经严格检验后的优质床芯经打铺垫料后，进入绷面工序。将绗缝层套在打好铺垫层的床芯上，并用扣布枪将绗缝层上的衬布固定在床芯上。

（3）缝边

如图7-10所示，把上下两层绗缝层与围边用围边带精心地缝制在一起，形成床垫上、下两表面

的外围粗线边条。缝边要求顺直，四周圆弧均匀对称；通常采用包缝机器缝制，形成最终的床垫。

图7-10 缝边工艺

（4）检验

如图7-11所示，制作好的床垫需要经过严格检验，合格后才能进行包装、封口，产品才能出厂。

①外观和感官要求：

徒手用力重压垫面，无弹簧磨擦声，钢丝不得刺出。各种衬垫面料要保持干燥。

②面料缝纫：

面料绗缝基本一致；无明显皱褶；无断线；跳单针：A级不超过10处，B级不超过20处，C级不超过40处；跳双针及以上：A级不超过5处，B级不超过10处，C级不超过20处。

图7-11 检验工艺

（5）床垫压缩与包装

近年来，国内众多床垫生产企业积极开拓海外市场，尤其是床垫弹簧芯，国外的需求量很大，而其中巨额的运输费用极大地限制了床芯的出口。因此，在企业中，床垫弹簧芯大多经过全面压缩。目前可将18张床芯压缩到只有3张成品床垫的高度，便于包装及运输，极大地降低运输及仓储成本。中凹弹簧是直接纵向压缩后装箱；而布袋弹簧则在纵向压缩后再卷起床芯，这种方式更加缩小装箱体积。床垫弹簧芯的包装可在专用床垫弹簧芯打包机上进行。

7.5其他床垫生产工艺

7.5.1乳胶床垫生产工艺

乳胶是从橡树上采集而来的(每一棵橡树一天取汁仅约30CC)，这种过程不会对树有损伤。树脂被采集后，即被搅拌及烘焙，制成的产品即为天然的、生物能分解的乳胶。

运用高科技工艺，使其在低温冷却塔内经超常压力高速雾化，喷进高温100°C模具内迅速膨胀，经150吨重压一次成型的乳胶床芯。乳胶床垫具有开放连通的组织结构，耐久而不易变形，具有防潮、抗菌等功效。床垫的最佳密度在80°C左右。在制作过程中采用了纵横向多孔穿透切割，拥有几千个细小网状结构的排气孔。

7.5.2竹纤维软床垫生产工艺

竹纤维软床垫生产方法，是将烧碱溶液淋于湿竹上，然后用蒸汽熏蒸，再经梳花机梳成絮状竹纤维，均匀铺散在透气防水的编制物上，用工业针织机针织连接而成。本生产方法生产的竹纤维床垫还可以在竹纤维中加入棕丝和（或）椰丝。本方法生产的床垫利水、质轻、无毒、杀菌，在生产环节中不污染环境，是一种具有推广价值的绿色居家产品。

竹纤维软床垫生产工艺步骤如下：

（1）软化按照如下重量份的配比湿竹 1000，烧碱 260～300，水130～180，将烧碱溶化成水溶液，并淋在湿竹上，再将淋有烧碱水的湿竹置于锅或池上，通入蒸汽熏蒸3～4小时，使湿竹软化；

（2）梳花用梳花机对经过上述软化处理的湿竹进行梳花，将湿竹梳成絮状竹纤维；

（3）针织采用透气防水的编织物作底面，将竹纤维均匀铺散在编织物底面上，并用针织机将竹絮密密针织固定在作为床垫支撑物的底面上。

7.5.3竹纤维硬床垫生产工艺

竹纤维硬床垫生产工艺，包括软化、梳花、喷胶、热压、固化，将湿竹淋上烧碱水后通入蒸汽，使湿竹软化，由梳花机梳花，成为状似棉絮的竹纤维，再与胶料均匀拌和，热压、固化为一体。还可以在竹纤维中掺入棕丝和（或）椰丝，二者均需要与软化湿竹同时梳花后拌和均匀后进行喷胶，经热压、固化处理后即得。这种方法生产的竹纤维硬床垫，具有耐压、耐磨、弹性好、价廉、易于仓储和运输等突出优点。

竹纤维硬床垫生产工艺如下：

（1）采用湿竹为原料，进行软化处理。备料：湿竹、烧碱、水；湿竹与烧碱的比例为湿竹∶烧碱＝100∶26～30；烧碱与水的比例为烧碱∶水＝1∶5～6。将湿竹架在锅或池上，并将烧碱按比例化成碱水，淋于湿竹上，然后通入蒸汽，熏蒸3～4小时；

（2）梳花处理：将软化后的湿竹用梳花机梳成如絮状竹纤维；

（3）喷胶处理：采用天然橡胶或尿醛胶对竹纤维喷胶，并拌和均匀，对于不同的胶，竹与胶的重量比不同，天然乳胶∶竹＝1∶6；尿醛胶∶竹＝1∶3；采用天然乳胶还需要用水稀释，水胶重量比为水∶橡胶＝5～6∶1；

（4）热压处理：用热压机对喷胶处理后的竹絮装进模具进行热压处理，热压温度为100～120℃，热压压力为2～3公斤/平方厘米；

（5）固化经热压处理后的垫胎自然冷却后即形成竹纤维硬床垫。

复习思考题：

1. 请写出弹簧床垫生产总工艺流程及其各分车间的工艺流程。

2. 弹簧制作工艺包括哪些？什么叫去应力退火？其目的是什么？

3. 连结式弹簧芯制作工艺流程主要包括哪些工序？各有什么特点？

4. 床垫绗缝层制作工艺流程是什么？

5. 乳胶床垫、竹纤维硬床垫、竹纤维软床垫生产工艺各有什么特点？